地下连续墙新型刚性接头设计与研究

城市建设的快速发展促使对地下空间的需求日益增加,地下连续墙作为深大基坑的支护或结构外墙的应用也越来越多。针对“两墙合一”的地下连续墙,提出了一种新型刚性接头、防绕流接头板及施工工艺,能有效预防混凝土绕流问题,进而提高地下连续墙的整体刚度、强度以及接头的止水能力。通过数值模拟计算了刚性接头的承载力与延性,并与普通工字钢接头进行了对比。结果表明,采用新型刚性接头的地下连续墙,具有较好的刚度和受力性能,施工可行性高,具有较好的应用和推广前景。总结的经验可供今后类似工程借鉴。

天津某地铁车站深基坑工程监测数据分析

为了研究深基坑开挖变形规律及变形控制要点,以天津某地铁车站深基坑工程为研究对象,对深基坑施工全过程监测数据进行了分析,重点研究了施工过程中地下连续墙水平位移、支撑轴力、地表沉降、周边建筑物等实测数据随各施工工序和时间的变化规律,并对南侧地下连续墙墙体水平位移和建筑物变形超标的原因进行了详细分析。实测数据表明:地下连续墙施工及降水试验期间地表及建筑物沉降明显;除南侧地下连续墙体水平位移和建筑物变形超标外,其他各项变形数据均小于设计允许值;地下连续墙的施工质量对墙体水平位移有显著影响;建筑物沉降比地表沉降更加敏感;基坑开挖过程中除监测外,还应加强对墙体质量、渗漏水等情况的巡查。

能源连续墙对室内侧壁面热湿耦合传递行为的影响

目前国内外针对能源连续墙的研究主要集热交换性能,鲜有研究关注其对邻近地下建筑热湿环境的影响。本文通过建立热湿耦合传递三维数值模型,研究了能源连续墙对相邻地下室墙体壁面热湿状态和与室内环境热湿交互通量的影响。研究结果表明,能源连续墙的运行明显改变了室内侧壁面的热湿流方向和热湿流密度大小;与纯传热结果相比,虽然传湿过程对壁面温度的影响小于0.2℃,但是这部分差异会造成显热热流密度预测偏差超过10%;不计潜热热流会造成对地下室内热负荷的低估超过2.4%;绝缘层的隔热防潮作用能够阻碍流向室内的热量和湿汽。

露天地下楔形转接过渡诱导冒落控制边坡岩移危害技术研究

露天地下楔形转接过渡模式的安全管控是利用崩落法开采挂帮矿形成的塌陷坑阻止边坡岩移威胁露天采场,但地采扰动下的高陡边坡破坏过程不易控制,因而制约了楔形转接过渡模式在大型深凹露天矿山中的应用。针对上述问题,结合极限平衡分析方法,揭示出崩落法开采扰动下的高陡边坡渐进破坏规律,提出了边坡滑移体体积计算方法,以及通过调控回采顺序控制边坡滑移进程以实现塌陷坑完全承接边坡滑移体的边坡岩移危害控制技术。研究表明:边坡岩体不会随挂帮矿向下开采而发生持续破坏,只有当挂帮矿开采至关键分段时,边坡岩体受力状态超过极限平衡状态才发生滑移破坏,可通过滞后回采关键分段上盘三角矿延缓边坡滑移,以及通过滞后回采关键分段下盘矿体和采用下向阶梯状回采工作面增大塌陷坑容积,最终实现塌陷坑有序承接边坡滑移体。研究成果完善了大型深凹露天矿楔形转接过渡的安全管控方法,提高了楔形转接过渡模式的适用性。

上层软土下层基岩地下连续墙成槽施工技术

地下连续墙施工是基础建设的重要组成部分。针对传统单一成槽工艺在工程规模、槽深和地层多变性方面的局限性,提出了一种新的“导墙、抓槽、钻孔、铣槽”复合成槽施工技术。首先开挖和浇筑导墙,然后采用抓斗成槽机对上层软土层进行开挖成槽。针对下层坚硬的基岩层,先采用钻孔机对基岩层进行钻孔,待钻孔结束后采用铣槽机对已钻孔的基层进行一铣成槽或三铣成槽,完成地下连续墙的成槽施工。在施工过程中,采用成槽检测仪定期检验成槽效果,确保施工质量。该技术可以灵活应对复杂地层条件,提高施工效率、降低成本,并保证地下连续墙的质量和稳定性。该技术在工程项目中已得到应用和验证,取得了较好的经济效益和社会效益。

隧道顶板和侧墙受力与变形的有限元分析

隧道侧墙和顶板的受力变形容易导致其产生裂缝和漏洞,从而给隧道安全运营带来了极大的威胁。以苏州漕湖大道准快速化工程中隧道工程为例,利用有限元软件计算顶板及侧墙变形,并对侧向土压力系数、埋深、上部荷载、弹性模量等主要影响因素进行了分析。结果表明,隧道的顶板和侧墙的最大应力和变形与外部荷载呈正相关;隧道侧墙底部出现应力集中,顶部出现最大变形,当埋深为10 m,弹性模量为30 GPa时,二者分别为15.66 MPa和5.24 mm;顶板的最大变形和最大位移均发生在顶板中部,当弹性模量为30 GPa时,上部仅受埋深10 m的土压力时,顶板的最大应力和最大变形量分别为24.19 MPa和21.51 mm,其变形量较大,需要考虑提高配筋率以提升抗拉强度;隧道侧墙和顶板的应力分布和大小不随弹性模量变化,但弹性模量增加能有效降低其变形,其大小与最大变形成反比。可为隧道顶板和侧墙的受力变形研究提供数据和参考。

基于ABAQUS的新型格型地下连续墙稳定性评估

对于需要采用格型地下连续墙围护的工程而言,设计一种能够节省造价的新型格型地下连续墙并评估其稳定性具有很大的意义。本文以广州某码头项目为背景,结合工程设计资料、钻探、物探资料,设计一种新型格型地下连续墙,并利用ABAQUS有限元软件,建立新型格型地下连续墙模型,模拟基坑开挖过程,进行有限元计算并分析结果,对照现场实测数据,对该种新型格型地下连续墙的稳定性进行评估。研究结果表明:该种新型格型地下连续墙有限元计算最大侧移为20 mm,实测数据为14 mm,满足稳定性的要求,同时达到节省造价的目的;新型格型地下连续墙最大侧移出现在基坑底部与该种新型格型地下连续墙的“一型”位置的相交处;采用ABAQUS模拟,能够较好地对新型格型地下连续墙的稳定性进行评估。

300 m^(2)级5车道隧道九硐室施工力学特性数值计算

针对深圳侨城东路宝鹏大型地下互通式立交涉及的300 m^(2)级5车道超大断面隧道,开展施工技术方案及结构受力研究.首先,提出一套“分硐室开挖+衬砌加强支护”的超大断面隧道九硐室开挖施工技术.然后,结合隧道几何尺寸及支护方案,建立Midas三维有限元数值计算模型探究5车道超大断面隧道开挖施工动态力学响应特性.最后,提取隧道各分部结构应力云图,统计特征测点应力及位移监测曲线.研究结果表明:施工期间需采用超前小导管+管棚注浆措施对围岩进行预加固;现场需通过双侧壁导坑+双临时横撑构成九硐室开挖工法,并采用双层初期支护+加强加厚二次衬砌支护方案;现场开挖施工后结构应力与位移呈现快速增加趋势,而后隧掌子面不断前移各统计曲线逐步趋于平稳;围岩压力峰值可达2.01 MPa,拱顶位置超前小导管内力值最大为10 kN,两侧拱腰位置管棚内力最高为20 kN,拱腰及拱脚位置钢拱架内力最大为113 kN,拱肩位置锁脚锚杆内力在第66开挖施工步达到18 kN;初支结构测点应力峰值为2.4 MPa;初支拱顶、拱肩部位沉降峰值分别为12.4、6.8 mm;管棚、锁脚锚杆等结构联合支护效果明显.

地下连续墙对软弱夹层场地地下结构地震反应影响研究

在地下结构抗震分析中,软弱夹层场地较一般成层场地而言问题要更为突出。本文以双层双跨矩形框架地铁车站结构为研究对象,基于有限元软件ABAQUS,建立土-地下连续墙-地铁车站结构体系的静动力耦合有限元分析模型,研究地下连续墙对软弱夹层场地地下结构地震反应的影响,对比分析了在不同场地工况下地连墙以及地连墙的连接方式对地铁车站结构的地震响应规律。研究结果表明:地下连续墙与车站结构协同作用使得车站结构整体水平变形减小,且减小效果随着软弱夹层厚度的增加更加明显;地下连续墙同时会引起附加的侧向土压力作用到车站结构上,对上层中柱和侧墙顶部等部位存在不利影响,建议工程实践中采取一定的加强措施。

厚砂性土层密集清障区超深地下连续墙施工技术研究

为解决存在大量障碍物的厚砂性土层清障后,地下连续墙施工面临的难题,结合上海某地铁车站基坑围护的施工实例,研发了一种在厚砂性土层中密集清障区的超深十字钢板接头地下连续墙施工关键技术,以期为今后类似工程的施工提供借鉴。

临江高承压水砂层超深地连墙泥浆参数试验研究

南京地铁4号线二期工程滨江站—龙江区间中段江心洲风井工程地表存在淤泥质黏土和较厚高承压水粉砂层,下部覆盖高强度砂砾岩层,地连墙施工时若泥浆参数选择不当则难以起到护壁效果进而发生塌孔或缩孔情况。提高泥浆重度是增大槽壁稳定性安全系数的最直接方式,但同时也会增加工程成本。为探明淤泥覆盖下高承压水砂层中地连墙成槽作业时最优的泥浆参数,分析并评价该地质条件下的成槽质量,采用泥浆护壁的抛物柱法三维模型对泥浆参数进行计算,并通过试成槽试验和超声波检测对计算结果进行验证,最终选择出合适的泥浆配比。研究结果证明泥浆黏度为60 s,泥浆比重为1.07 g/cm^(3)时可以保证成槽稳定性系数为1.5,结果可为类似工程提供参考。

地下连续墙异形槽段施工技术

地下连续墙具有止水性好、刚度大、对环境影响小、适应性强等特点,在建筑工程中被广泛应用。针对异形地下连续墙设计与施工差异、施工过程中易出现的问题进行综合分析,提出了相应的预防解决方案,可为类似工程异形地下连续墙的设计与施工提供一定的参考。

富水砂层大直径深竖井开挖稳定性有限元分析

某输水隧洞盾构接收竖井具有开挖直径大、深度深、砂层水位高的特点,对开挖过程中竖井结构受力和变形提出更高的要求。笔者以该竖井工程为研究对象,采用有限元分析方法模拟了竖井的施工过程,研究了竖井地下连续墙及地层在开挖过程中的位移、应力规律。分析结果表明:竖井开挖完成后,地表最大隆起为39.50 mm,出现在井口附近;地层最大隆起为41.60 mm,出现在井底地层。地下连续墙最大水平位移为2.79 mm,出现在竖井顶部,地下连续墙顶部水平位移计算值与实测值吻合较好。地下连续墙最大拉应力为1.13 MPa,未超过混凝土标准抗拉强度,表明盾构接收竖井开挖稳定性良好。笔者分析方法及结果可供类似工程参考。

T形地连墙码头结构计算

针对T形地连墙结构受力影响因素复杂的问题,结合工程实例,利用STAAD软件采用竖向弹性地基梁法对码头结构进行分析。研究不同模型单元划分精度、地连墙入土深度以及回填料m值选取对地连墙结构内力的影响,结果表明:随模型单元划分精度的提高,地连墙结构海侧弯矩增大,陆侧弯矩减小,锚碇墙结构弯矩变化规律与之相反,最终两者内力趋于稳定;在踢脚稳定的前提下,随地连墙底端入土深度的增加,墙体结构海侧弯矩减小、陆侧弯矩增大、位移减小;随m取值变大,锚碇墙海侧弯矩增大、陆侧弯矩减小,且敏感度较高。研究结论可为T形地连墙码头结构的设计提供参考。

基于钢筋平法的城际铁路地下连续墙BIM模型钢筋计量研究与实践

地下连续墙作为城际铁路典型的深基坑支护结构,在工程量计算过程中,存在钢筋工程量计算繁琐、计算结果准确率低等问题。本文通过梳理地下连续墙钢筋类型,制定适用于城际铁路工程地下连续墙的平法标注规则和构造详图,推导相应的钢筋工程量计算规则。以BIM模型为载体,关联相应的钢筋平法信息,构建基于钢筋平法的BIM算量系统,实现在无需创建钢筋实体的前提下快速高效地计算钢筋工程量,最后通过某城际铁路应用案例验证,为BIM模型钢筋计量提供新的解决思路。

地下连续工字钢接头混凝土绕流机理研究

在地下连续墙施工过程中,由于工字钢与槽壁之间存在较大的空隙,混凝土的浇筑容易绕流至地连墙两侧工字钢处,在工字钢表面形成凝结块,影响下一幅地连墙的施工质量,导致接缝位置发生渗漏,不利于施工安全。本文以广州市某地铁车站工程为例,采用有限元方法模拟分析富水条件下地下连续墙在不同接头箱情况下的绕流机理,为地下连续墙的安全施工提供理论指导,并将含翼缘接头箱进行工程应用,提高了施工质量,减少混凝土绕流。

圆形深基坑地连墙侧向变形特性分析

以湖北某长江公路大桥南锚碇基坑工程为背景,运用数值模拟软件,分析圆形深基坑地连墙侧向变形的特性,并对其影响因素进行分析。研究结果显示:圆形深基坑地连墙侧向变形的总体表现为“中间大,两端小”,最大侧向变形出现的位置随着基坑开挖,不断向下移动,开挖完成后,最终稳定在墙体的中下部约2/3处。圆形深基坑地连墙厚度和插入深度对地连墙侧向变形的影响较大,因此,在设计时合理的取值,不仅可以节约工程造价,更能保证工程的安全。

露天转地下挂帮矿崩落法开采边坡安全防控技术研究

露天转地下过渡期崩落法开采挂帮矿,会引起边坡的岩移和陷落,威胁露天矿的安全生产。以大孤山铁矿为工程背景,分析边坡岩移机理,得出挂帮矿持续冒落跨度为临界冒落跨度的1.25~1.65倍,第一分段进路布置在矿体厚度大于3.3l的位置,能够保证露天开采的安全。研究陷落散体所需的回采体积,得出回采体积先随着保安矿柱宽度的增加而减小,后又随着保安矿柱宽度的增加而增大,当保安矿柱的宽度为88.45 m时,所需回采体积最小。采用散体滑落试验,得出了防护坝设置在露天坑底的上一个台阶,保证了露天开采的安全。研究成果能够实现大孤山铁矿露天转地下过渡期的产能衔接和安全生产,对于矿山的未来发展具有重要意义。

矿山用智能砌墙机的设计与研究

分析了当前矿山开采中,采用人工砌筑巷道挡墙的现状及弊端,根据井下巷道类型和挡墙形态,自主研发了一种适应井下巷道等受限空间工作环境的、自动化程度高、能砌筑多种挡墙类型的智能砌墙机,并对该设备的主要部件及功能以及工作流程进行了详细分析。实践证明,该设备可以大幅降低工人劳动强度,减少现场作业人工数量,提高砌筑效率,进而降低施工成本,提高挡墙砌筑机械化、自动化程度,提高矿山作业安全性。

沈阳北站深基坑地下连续墙渗漏原因分析及处理措施

地下连续墙被广泛应用于深基坑围护结构,受水文地质等因素的影响,墙体的局部结构会发生渗漏,届时需要对渗漏部位进行堵漏处理,增强地下连续墙的安全强度。文章结合沈阳北站地下连续墙渗漏情况,从渗漏原因分析、堵漏方案对比、处理措施等方面进行研究。经检验,堵漏施工方法应用效果良好,可为类似工程提供参考。